CN109374351B - 一种控压型矿浆多位点同步取样装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控压型矿浆多位点同步取样装置及方法，涉及矿物加工学科矿浆取样技术领域。该取样装置由多个并行的取样单元体系组成，每一个体系均包含独立的气压控制系统、防吸浆罐、样品壶、矿浆控制阀、吸浆管和取样杆精准控制系统。通过控制多单元组合体系能够对大型选矿设备内部矿浆进行精准多位点同步获取，为选矿设备参数设计与优化提供可靠试验分析样本。本发明的装置结构简单，操作简便，采样灵活，同时保证了取样过程的稳定性、准确性和代表性。

Description

一种控压型矿浆多位点同步取样装置及方法

技术领域

本发明属于矿物加工学科矿浆取样技术领域，特别是涉及一种应用于大型选矿设备的控压型矿浆多位点同步取样装置及方法。

背景技术

随着国家倡导自然矿产资源的大型化、集中化和高效化加工处理，对于矿物分选设备技术研发与优化提出了更为严峻的挑战。一种新型选矿设备的设计与优化都需要反复进行大量的理论推导计算和实验分析验证。从小型实验选矿设备放大到工业(半工业)型设备，若要实现其设计理念和性能，不单单需要遵循设备几何相似原则，更要求满足不同规格设备内部的矿浆流体相似原则。因此，对选矿设备三维体系下矿物颗粒的分布规律和运动行为进行多位点同步考察引起了研究学者越来越广泛的重视。这无疑对于如何科学合理地同步获取浮选设备内部三维空间的代表性矿浆样本提出了更高的要求。

目前，有关矿浆取样装置及方法已有很多报道，从简单灵活的人工取样壶到加入自动化控制的改进型装置，但仅能够基本满足实验室或工业生产的取样需求。中国专利(CN107655723 A)介绍了一种从矿浆桶自动取样的装置：通过依靠电力驱动的升降、滑移取样杆和电磁控制阀能够实现矿浆桶内的单点自动取样，克服了人工取样的不稳定性，并降低了员工的工作量。但无法满足对浮选设备中任意多位点进行同步取样的要求。中国专利(CN106840740 A)发明了一种实验室型浮选柱内样品同步采集装置及方法，能够在某一特定时间点，将浮选柱瞬间分隔成若干段，并同时或依次采集不同分隔段内的样品，来获取浮选柱不同高度的实验样。这是一个矿浆取样的新思路，但是在大型设备或者工业生产规模中使用段式分隔来获取矿浆样本的方法实施条件难以满足。目前，大规格选矿设备的设计与优化工作急需一种能够实现设备内部矿浆多位点同步自动取样装置和方法。

发明内容

为克服现有选矿设备内部矿浆取样技术方法的不足，本发明的目的在于提供一种控压型矿浆多位点同步取样装置及方法。该装置及方法不会影响矿物的正常浮选作业，能够同步获取多个设备内部任意设定点的代表性矿浆样品，同时具备较高自动化程度，操作简单灵活的特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种控压型矿浆多位点同步取样装置，包括多个并行的取样单元体系，每一个取样单元体系均连接到气压机上，所述气压机借助压力调节键来独立控制每一个取样单元体系的压力，并通过管道依次连接样品壶、矿浆控制阀和活塞阀，所述活塞阀位于浮选柱内，位于活塞阀与样品壶之间的管道为吸浆管。

优选的，所述样品壶与气压机之间还通过管道串联有防吸浆罐。通过设置防吸浆罐，能够避免采集到样品壶内的样品通过管道吸入至气压机中。

优选的，所述取样装置还包括取样支架，所述取样支架包括能够上下自由活动的固定杆；所述吸浆管安装在固定杆上。更优选的，所述固定杆为垂直固定杆。

优选的，所述取样支架还包括能够水平自由滑移的水平滑动部件，所述固定杆装配在水平滑动部件上。

优选的，所述取样支架上设置有控制器，所述控制器控制所述固定杆和水平滑动部件，通过控制固定杆上下活动以及控制水平滑动部件水平滑移，引导吸浆管的入口至浮选柱内部的指定取样点。

优选的，所述取样支架还包括取样支架导轨、取样转动支架以及固定支架，所述取样支架导轨安装在浮选柱的外侧，所述固定支架的一端和取样转动支架的一端可转动地连接，所述固定支架的另一端固定安装在取样支架导轨上，所述取样转动支架的另一端活动安装在取样支架导轨上。所述取样转动支架能够沿着取样支架导轨进行360°旋转。通过调整取样转动支架的转动角度，能够将特定路线360°覆盖浮选柱平面，配合水平滑动部件和固定杆，完成浮选柱三维空间内部的任意点精准取样工作。

如此设置的取样支架，形成了一个取样杆精准控制系统，能够精准地调节吸浆管和活塞阀到达取样点的位置，保证取样过程的稳定性、准确性和代表性。

优选的，所述取样单元体系可根据实际需要进行多个组合，多个取样单元体系能够同时工作或部分工作。更优选地，取样单元体系有三个。

基于上述装置，本发明还提出了一种通过调控压力实现矿浆多位点同步取样的采样方法，包含以下步骤：

(1)当需要获取选矿设备指定位点的矿样时，打开矿浆控制阀，预先调节增大气压机的压力，使其略大于指定取样点深度的矿浆压力，然后将活塞阀引导至目标矿浆取样点；

(2)通过调小气压机的压力形成负压，矿浆样品在负压作用下会通过吸浆管自吸进入样品壶，然后关闭矿浆控制阀和气压机，将需要分析的矿浆样品倒出，之后将样品壶清洗注入清水后装回；

(3)调节增大气压机的压力，打开矿浆控制阀，通过增压作用使样品壶内的少量清水进入导管，实现清洗吸浆管的目的。

优选的，所述步骤(1)中，通过调整取样支架将活塞阀引导至目标矿浆取样点。本发明中使用的活塞阀是一种通过受到压力作用发生形变而控制矿浆进出的橡胶隔膜。

优选的，所述步骤(1)具体为：当需要获取选矿设备指定位点的矿样时，打开矿浆控制阀，预先调节增大气压机的压力，使其略大于指定取样点深度的矿浆压力，然后调整取样支架到特定路线，通过控制器控制水平滑动部件和固定杆，使连接吸浆管的活塞阀引导至目标矿浆取样点。

与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：

(1)通过将控压装置(气压机)和定点取样控制装置进行有机组合，能够实现在选矿设备内部精准获取代表性矿浆样品。

(2)通过扩展组合多个并行的取样单元体系，能够完成选矿设备内部的多个位点同步取样工作。

(3)通过控制取样转动支架、水平滑动部件和垂直固定杆，能够实现对浮选柱内部任意三维空间样品进行定点精准取样。

本发明提供的取样装置及方法不会影响矿物的正常浮选作业，能够同步获取多个设备内部任意设定点的代表性矿浆样品，同时具备较高自动化程度，操作简单，采样灵活的特点，而且保证了取样过程的稳定性、准确性和代表性。

附图说明

图1为本发明实施例的控压型矿浆多位点同步取样装置的示意图。

图2为本发明实施例中的取样支架的运行示意图(俯视图)。

附图标记：

1、气压机；2-1、第一压力调节键；2-2、第二压力调节键；2-3、第三压力调节键；3-1、第一压力指示表；3-2、第二压力指示表；3-3、第三压力指示表；4-1、第一防吸浆罐；4-2、第二防吸浆罐；4-3、第三防吸浆罐；5-1、第一样品壶；5-2、第二样品壶；5-3、第三样品壶；6-1、第一矿浆控制阀；6-2、第二矿浆控制阀；6-3、第三矿浆控制阀；7-1、第一活塞阀；7-2、第二活塞阀；7-3、第三活塞阀；8、吸浆管；9、垂直固定杆；10、水平滑动部件；11、取样杆控制器；12、浮选柱；13、取样支架轨道；14、取样转动支架；15、固定支架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

一种控压型矿浆多位点同步取样装置，包括多个(本实施例示例为三个)并行的取样单元体系，每一个取样单元体系均连接到气压机1上，所述气压机1借助压力调节键来独立控制每一个取样单元体系的压力，并通过管道依次连接防吸浆罐、样品壶、矿浆控制阀和活塞阀，所述活塞阀位于浮选柱12内，位于活塞阀与样品壶之间的管道为吸浆管8。具体地，如图1所示，所述气压机1上具有三个气压出口、第一压力调节键2-1、第二压力调节键2-2和第三压力调节键2-3，以及第一压力指示表3-1、第二压力指示表3-2和第三压力指示表3-3，所述第一压力调节键2-1、第二压力调节键2-2和第三压力调节键2-3分别连接第一压力指示表3-1、第二压力指示表3-2和第三压力指示表3-3。同时，还分别设置第一防吸浆罐4-1、第二防吸浆罐4-2、第三防吸浆罐4-3、第一样品壶5-1、第二样品壶5-2、第三样品壶5-3、第一矿浆控制阀6-1、第二矿浆控制阀6-2、第三矿浆控制阀6-3、第一活塞阀7-1、第二活塞阀7-2、第三活塞阀7-3，气压机1上的一个气压出口通过管道依次连接第一防吸浆罐4-1、第一样品壶5-1、第一矿浆控制阀6-1和第一活塞阀7-1。类似的，气压机1上的另外两个出口分别通过管道依次连接第二防吸浆罐4-2、第二样品壶5-2、第二矿浆控制阀6-2和第二活塞阀7-2；以及依次连接第三防吸浆罐4-3、第三样品壶5-3、第三矿浆控制阀6-3和第三活塞阀7-3。

所述取样装置还包括取样支架，所述取样支架包括能够上下自由活动的三根垂直固定杆9；所述吸浆管8安装在垂直固定杆9上，并使得第一活塞阀7-1、第二活塞阀7-2以及第三活塞阀7-3分别位于三根不同的垂直固定杆9上。三根不同的垂直固定杆9具有不同的长度，以方便针对浮选柱12内不同深度位置进行取样，能够在一定程度上减小垂直固定杆9的上下调整幅度。

所述取样支架还包括能够水平自由滑移的水平滑动部件10，所述垂直固定杆9装配在水平滑动部件10上。

所述取样支架上设置有控制器11，所述控制器11控制所述垂直固定杆9和水平滑动部件10，通过控制垂直固定杆9上下活动以及控制水平滑动部件10水平滑移，引导吸浆管8的入口至浮选柱12内部的指定取样点。

如图2所示，所述取样支架还包括取样支架导轨13、取样转动支架14以及固定支架15，所述取样支架导轨13安装在浮选柱12的外侧，所述固定支架15的一端和取样转动支架14的一端可转动地连接，所述固定支架15的另一端固定安装在取样支架导轨13上，所述取样转动支架14的另一端活动安装在取样支架导轨13上。所述取样转动支架14能够沿着取样支架导轨13进行360°旋转。通过调整取样转动支架14的转动角度，能够将特定路线360°覆盖浮选柱12平面，配合水平滑动部件10和垂直固定杆9，完成浮选柱12三维空间内部的任意点精准取样工作。

基于上述装置，本发明还提出了一种通过调控压力实现矿浆多位点同步取样的采样方法，包含以下步骤：

(1)当需要获取选矿设备指定位点的矿样时，打开第一矿浆控制阀6-1、第二矿浆控制阀6-2、以及第三矿浆控制阀6-3，预先调节增大气压机1的压力，使其略大于指定取样点深度的矿浆压力，然后调整取样支架到特定路线，通过控制器11控制水平滑动部件10和垂直固定杆9，使连接吸浆管8的第一活塞阀7-1、第二活塞阀7-2以及第三活塞阀7-3引导至目标矿浆取样点；

(2)通过调小气压机1的压力形成负压，矿浆样品在负压作用下会通过吸浆管8自吸分别进入第一样品壶5-1、第二样品壶5-2以及第三样品壶5-3，然后关闭第一矿浆控制阀6-1、第二矿浆控制阀6-2、以及第三矿浆控制阀6-3和气压机1，将需要分析的矿浆样品倒出，之后分别将第一样品壶5-1、第二样品壶5-2以及第三样品壶5-3清洗注入清水后装回；

(3)调节增大气压机1的压力，打开第一矿浆控制阀6-1、第二矿浆控制阀6-2、以及第三矿浆控制阀6-3，通过增压作用使第一样品壶5-1、第二样品壶5-2以及第三样品壶5-3内的少量清水进入导管，实现清洗吸浆管8的目的。

在步骤(1)中，通过调节第一压力按键2-1、第二压力按键2-2以及第三压力按键2-3调整压力，第一压力指示表3-1、第二压力指示表3-2、以及第三压力指示表3-3分别指示压力大小，如此控制三个气压出口具有不同的压力值，通过三个并行的取样单元体系而方便地实现矿浆多位点同步取样。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种控压型矿浆多位点同步取样装置，包括多个并行的取样单元体系，每一个取样单元体系均连接到气压机上，所述气压机借助压力调节键来独立控制每一个取样单元体系的压力，并通过管道依次连接样品壶、矿浆控制阀和活塞阀，所述活塞阀位于浮选柱内，位于活塞阀与样品壶之间的管道为吸浆管；所述样品壶与气压机之间还通过管道串联有防吸浆罐；所述取样装置还包括取样支架，所述取样支架包括能够上下自由活动的固定杆以及能够水平自由滑移的水平滑动部件，所述吸浆管安装在固定杆上；所述固定杆装配在水平滑动部件上；

所述取样支架上设置有控制器，所述控制器控制所述固定杆和水平滑动部件，通过控制固定杆上下活动以及控制水平滑动部件水平滑移，引导吸浆管的入口至浮选柱内部的指定取样点；

所述取样支架还包括取样支架导轨、取样转动支架以及固定支架，所述取样支架导轨安装在浮选柱的外侧，所述固定支架的一端和取样转动支架的一端可转动地连接，所述固定支架的另一端固定安装在取样支架导轨上，所述取样转动支架的另一端活动安装在取样支架导轨上。

2.如权利要求1所述的控压型矿浆多位点同步取样装置，其特征在于：所述取样单元体系有三个。

3.如权利要求1-2任一项所述的控压型矿浆多位点同步取样装置，其特征在于：所述固定杆为垂直固定杆。

4.采用如权利要求1-3任一项所述的控压型矿浆多位点同步取样装置进行采样的方法，包含以下步骤：

(1)当需要获取选矿设备指定位点的矿样时，打开矿浆控制阀，预先调节增大气压机的压力，使其略大于指定取样点深度的矿浆压力，然后将活塞阀引导至目标矿浆取样点；

(2)通过调小气压机的压力形成负压，矿浆样品在负压作用下会通过吸浆管自吸进入样品壶，然后关闭矿浆控制阀和气压机，将需要分析的矿浆样品倒出，之后将样品壶清洗注入清水后装回；

(3)调节增大气压机的压力，打开矿浆控制阀，通过增压作用使样品壶内的少量清水进入导管，实现清洗吸浆管的目的。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)具体为：当需要获取选矿设备指定位点的矿样时，打开矿浆控制阀，预先调节增大气压机的压力，使其略大于指定取样点深度的矿浆压力，然后调整取样支架到特定路线，通过控制器控制水平滑动部件和固定杆，使连接吸浆管的活塞阀引导至目标矿浆取样点。

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